Схема замещения полупроводникового диода

Импульсная техника

Большинство электронных устройств работают в импульсном режиме. Импульсным режимомработы устройства называют такой режим, при котором сигналы (изменения тока, напряжения, мощности, электромагнитного поля) являются прерывистыми, т.е. представляют собой импульсы различной формы. Под импульсомнапряжения, тока, электромагнитного поля понимают напряжение, ток, электромагнитное поле, длительность существования которых меньше или равна длительности переходного процесса в устройстве.

Классификация импульсных устройств:

1. простейшие согласующие цепи (резисторы, конденсаторы, индуктивности, LC-цепочки);

2. простейшие формирующие цепи (дифференцирующие и интегрирующие цепочки, ограничители, линии задержки, импульсные трансформаторы);

3. импульсные усилители (видеоусилители) ¾ это обычно широкополосные усилители, чтобы передаваемый импульс не искажал своей формы);

4. генераторы импульсов (мультивибраторы, генераторы линейно изменяющегося напряжения ГЛИН, генераторы прямоугольных импульсов);

5. логические элементы;

6. устройства деления частоты и синхронизации импульсных устройств;

7. элементы ЦВМ (счетчики, регистры, шифраторы, дешифраторы, мультиплексоры, демультиплексоры);

8. импульсные источники питания (импульсные силовые преобразователи).

Характеристики импульсных сигналов

Импульсные сигналы характеризуются прежде всего формой (рис.1.1):

1. прямоугольный импульс положительной полярности;

2. прямоугольный импульс отрицательной полярности;

3. треугольный импульс;

4. трапециевидный импульс;

5. экспоненциальный импульс.

Рассмотрим параметры импульса на примере прямоугольного идеализированного импульса (рис.1.2.):

1. U_m ¾ амплитуда импульса;

2. DU ¾ спад вершины импульса;

3. t ¾ длительность импульса;

4. t_Ф1 ¾ длительность переднего фронта импульса (фронт импульса);

5. t_Ф2 ¾ длительность заднего фронта импульса (срез импульса);

6. U_mох ¾ амплитуда возможного обратного выброса.

Графическое изображение реального импульса представлено на рис.1.3.

Периодическая последовательность импульсов (рис.1.4.) характеризуется периодом повторения t, длительностью импульса q, коэффициентом заполнения и скважностью импульса .

Схема замещения полупроводникового диода

Вольт-амперная характеристика диода (рис.1.5) представлена на рис.1.6.

Путем аппроксимации вольт-амперной характеристики касательными можно получить значения порогового напряжения е₀, напряжения пробоя U_ПРОБ и обратного тока I_ОБР. при прямом напряжении на диоде его статическое сопротивление R_ПР существенно отличается от дифференциального R_ДИФ; при обратном напряжении сопротивление диода будет равно R_ОБР; а при напряжении пробоя ¾ R_ПРОБ. На каждом из участков через диод протекает ток, определяемый соответственно следующими выражениями:

, (1.1)

, (1.2)

. (1.3)

С учетом приведенных выше соотношений можно построить схему замещения диода (рис.1.7). Значения параметров обычно следующие: R_ПР = 30…500 Ом, е₀ = 0,2…0,6 В, R_ОБР = 0,2…2 МОм, R_ПРОБ = 6…500 Ом.